发光元件的制作方法

文档序号:20529488发布日期:2020-04-24 21:38阅读:185来源:国知局
发光元件的制作方法

本实用新型涉及发光元件,更详细地,涉及层叠有多个发光层的发光元件。



背景技术:

发光二极管作为无机光源,正在广泛应用于诸如显示装置、车辆用灯、一般照明的各种领域。由于发光二极管具有寿命长、功耗低、响应速度快的优点,因此正在快速替代现有光源。

尤其是,显示装置一般利用蓝色、绿色以及红色的混合色而呈现多种颜色。显示装置的各像素配备有蓝色、绿色以及红色的子像素,通过这些子像素的颜色而决定特定像素的颜色,通过这些像素的组合而呈现图像。

发光二极管在显示装置主要用作背光光源。然而,最近正在开发利用发光二极管而直接呈现图像的作为下一代显示器的微型led(microled)。



技术实现要素:

本实用新型期望解决的问题在于提供轻薄缩小化的发光元件。

本实用新型期望解决的问题并不限于以上所提及的问题,本领域技术人员可以通过下面的记载而明确理解未提及的其他问题。

为了达成期望解决的问题,根据本实用新型的实施例的一种发光元件,包括:第一发光部,包括第一n型半导体层、第一活性层、第一p型半导体层以及第一透明电极;第二发光部,布置在所述第一发光部上,并且包括第二n型半导体层、第二活性层、第二p型半导体层以及第二透明电极;第三发光部,布置在所述第二发光部上,包括第三n型半导体层、第三活性层、第三p型半导体层以及第三透明电极;第一粘结层,在所述第一发光部和所述第二发光部之间粘结所述第一发光部和所述第二发光部,并且具有拥有粘结性和导电性的第一连接图案;以及第二粘结层,在所述第二发光部和所述第三发光部之间粘结所述第二发光部和所述第三发光部,并且具有拥有粘结性和导电性的第二连接图案,其中,所述第三发光部具有暴露所述第二粘结层的第二连接图案中的一部分的台面结构。

根据实施例,所述发光元件还可以包括:公共电极垫,与所述第一透明电极至所述第三透明电极电连接;第一电极垫,与所述第一n型半导体层电连接;第二电极垫,与所述第二n型半导体层电连接;以及第三电极垫,与所述第三n型半导体层电连接。

根据实施例,所述第一发光部和所述第二发光部分别在平面上可以具有四边形结构,具有分别对应于所述发光元件的第一边角至第四边角的第一区域至第四区域,所述第三发光部在平面上具有四边形结构,并且具有对应于所述第二边角和所述第三边角的部分被切割的结构。

根据实施例,可以通过所述第三发光部而暴露的第二连接图案分别在对应于所述第二边角和所述第三边角的位置暴露。

根据实施例,所述第一电极垫可以布置在所述第三发光部的外侧壁和所述第二发光部的外侧壁之间,所述第二电极垫布置在所述第三发光部的外侧壁和所述第二发光部的外侧壁之间。

根据实施例,第二边角和第三边角之间的所述第三发光部的距离可以小于包括第一边角和第四边角的所述第三发光部的距离。

根据实施例,所述的发光元件还可以包括:第一贯通结构物,将所述第一透明电极至所述第三透明电极分别与所述公共电极垫电连接;第二贯通结构物,将所述第一n型半导体层和所述第一电极垫电连接;以及第三贯通结构物,将所述第二n型半导体层和所述第二电极垫电连接。

根据实施例,所述第一贯通结构物可以包括:第一贯通图案,将所述第一透明电极和所述第一连接图案电连接;第二贯通图案,电连接所述第二透明电极和所述第二连接图案;以及第三贯通图案,将所述第三透明电极和所述公共电极垫电连接。

根据实施例,所述第一贯通结构物还可以包括:第四贯通图案,电连接所述第二连接图案和所述第三透明电极,所述第二连接图案在所述第二贯通图案和所述第四贯通图案之间将所述第二贯通图案和所述第四贯通图案电连接,所述第一连接图案在所述第一贯通图案和所述第二透明电极之间将所述第一贯通图案和所述第二透明电极电连接。

根据实施例,所述发光元件还可以包括:第一绝缘膜,围绕所述第二贯通图案的外侧壁并且向所述第二n型半导体层上延伸;以及第二绝缘膜,围绕所述第三贯通图案的外侧壁。

根据实施例,第一贯通图案包括宽度相比下部较宽的上部部分,所述第一连接图案可以连接到所述上部部分。

根据实施例,所述第二贯通结构物可以包括:第一贯通图案,电连接所述第一n型半导体层和所述第一连接图案;第二贯通图案,电连接所述第一连接图案和所述第二连接图案;以及第三贯通图案,电连接所述第二连接图案和所述第一电极垫。

根据实施例,所述第三贯通图案可以布置在所述第二发光部的外侧壁和所述第三发光部的外侧壁之间。

根据实施例,所述发光元件还可以包括:钝化膜,布置为在所述第二连接图案上围绕所述第三贯通图案,并且在与所述第三n型半导体层的上部面相同的平面具有上部面。

根据实施例,所述第一连接图案可以具有向所述第一贯通图案的外侧延伸的延伸部,所述第二贯通图案连接到所述第一连接图案的延伸部。

根据实施例,经过所述第一贯通图案的中心的第一垂直中心轴可以在水平方向上与经过所述第二贯通图案的中心的第二垂直中心轴相隔。

根据实施例,所述第三贯通结构物可以包括:第一贯通图案,电连接所述第二n型半导体层和所述第二连接图案;以及第二贯通图案,电连接所述第二连接图案和所述第二电极垫。

根据实施例,所述第二贯通图案可以布置在所述第三发光部的外侧壁和所述第二发光部的外侧壁之间。

根据实施例,所述发光元件还可以包括:钝化膜,在所述第二连接图案上围绕所述第二贯通图案,并且在与所述第三n型半导体层的上部面相同的平面上具有上部面。

根据实施例,所述发光元件还可以包括:第一滤色器,布置在所述第一透明电极和第一粘结层之间;以及第二滤色器,布置在所述第二粘结层和所述第三透明电极之间。

根据实施例,所述第一滤色器和所述第二滤色器可以分别具有用于提供电通道的至少一个贯通孔。

根据实施例,所述第一连接图案与所述第一粘结层可以位于相同高度,所述第二连接图案与所述第二粘结层可以位于相同高度。

其他实施例的具体事项包含在详细说明和附图。

根据本实用新型的实施例的发光元件,利用贯通第一发光部、第二发光部以及第三发光部的贯通图案和布置在第一粘结层和第二粘结层内的连接图案而将第一发光部至第三发光部与公共电极垫、第一电极垫、第二电极垫以及第三电极垫电连接,因此可以相比于将第一发光部至第三发光部分别以台面结构形成的情形具有更广的发光面积。并且,由于工艺的难易程度比一次性将第一发光部至第三发光部而不是将贯通图案和连接图案与公共电极垫、第一电极垫、第二电极垫以及第三电极垫电连接的情形降低,因此可以更加容易地执行工艺。

附图说明

图1a和图1b是用于说明根据本实用新型的一实施例的发光元件的平面图。

图1c和图1d是将图1a的发光元件沿a-a'截取的剖面图。

图2是用于说明根据本实用新型的另一实施例的发光元件的剖面图。

图3是用于说明根据本实用新型的又一实施例的发光元件的剖面图。

图4至图19是用于说明根据本实用新型的一实施例的发光元件的制造方法的剖面图。

具体实施方式

为了充分理解本实用新型的构成和效果,参照附图说明本实用新型的优选实施例。然而,本实用新型并不限于以下所公开的实施例,而是可以以多种形态实现,并且可以进行多种改变。

并且,只要没有被不同地定义,本实用新型的实施例中使用的术语可以被解释为本领域技术人员公知的含义。

以下,参照附图详细说明根据本实用新型的一实施例的发光元件。

图1a和图1b是用于说明根据本实用新型的一实施例的发光元件的平面图,图1c是将图1a的发光元件沿a-a'截取的剖面图。

参照图1a至图1c,发光元件可以包括垂直层叠在基板100上的第一发光部le1、第二发光部le2以及第三发光部le3。

基板100作为可以生长氮化镓类半导体层的基板100,可以包括蓝宝石(al2o3)、碳化硅(sic)、氮化镓(gan)、氮化铟镓(ingan)、氮化铝镓(algan)、氮化铝(aln)、镓氧化物(ga2o3)或硅。并且,基板100可以是图案化的蓝宝石基板。

基板100的一面与第一发光部le1接触,与该面对向的另一面可以是发光元件的光提取面。选择性地,基板100可以被去除。在此情形下,与基板100相面对的第一发光部le1的一面可以是发光元件的光提取面。在光提取面为基板100的另一面或者第一发光部le1的一面的情形下,第一发光部le1的波长可以最短,第二发光部le2的波长长于第一发光部le1的波长且短于第三发光部le3的波长,并且第三波长部le3的波长是最长的。例如,第一发光部le1可以发出蓝色光,第二发光部le2可以发出绿色光,第三发光部le3可以发出红色光。然而,本实用新型并不限于此。例如,第一发光部le1可以发出波长比第二发光部le2或者第三发光部le3长的光,第二发光部le2也可以发出波长比第三发光部le3长的光。例如,第一发光部le1可以发出绿色光,第二发光部le2可以发出蓝色光,第三发光部le3可以发出红色光。

基板100在平面上具有四边形结构,并且将四边形结构的边角分别称为第一区域ar1、第二区域ar2、第三区域ar3以及第四区域ar4。第一发光部le1和第二发光部le2可以具有实质上相同大小的发光面积和相似的层叠结构,第三发光部le3可以具有大小小于第一发光部le1或者第二发光部le2的发光面积的发光面积。第一发光部le1的透明电极108和第二发光部le2的透明电极208可以具有彼此不同大小的面积。第三发光部le3可以具有第二区域ar2和第三区域ar3的各个边角分别被蚀刻的台面(mesa)结构。第三发光部具有第二区域ar2和第三区域ar3被切割的台面结构,因此在平面视角,第三发光部le3的面积可以小于第一发光部le1的面积和第二发光部le2的面积。此外,第三发光部le3的被蚀刻的侧面可以具有倾斜的侧面。

根据图1a示出的实施例,在第三发光部le3,第二区域ar2和第三区域ar3可以是相邻的边角。第二区域ar2和第三区域ar3之间的第三发光部le3的距离dt1可以比包括第一区域ar1和第四区域ar4的第三发光部le3的距离dt2短。此时,第二区域ar2和第三区域ar3之间的第三发光部le3距离dt1和包括第一区域ar1和第四区域ar4的第三发光部le3的距离dt2被定义为最短距离。

根据图1b示出的实施例,在第三发光部le3,第二区域ar2和第三区域ar3可以是彼此面对的边角。第二区域ar2和第三区域ar3之间的第三发光部le3的距离dt1可以比包括第一区域ar1和第四区域ar4的第三发光部le3的对角方向距离dt2短。此时,第二区域ar2和第三区域ar3之间的第三发光部le3的距离dt1和包括第一区域ar1和第四区域ar4的第三发光部le3的对角方向距离dt2被定义为最短距离。

根据一实施例,在第二区域ar2和第三区域ar3,第三发光部le3的外侧壁可以比第二发光部le2的外侧壁布置在第三发光部le3的内侧。即,在第二区域ar2和第三区域ar3,可以通过第三发光部le3的外侧壁而暴露将后述说明的第五连接图案314和第六连接图案316。

第一发光部le1可以包括垂直层叠的第一n型半导体层102、第一活性层104、第一p型半导体层106以及第一透明电极108。第二发光部le2可以包括依次层叠的第二透明电极208、第二p型半导体层206、第二活性层204以及第二n型半导体层202。第三发光部le3可以包括依次层叠的第三透明电极308、第三p型半导体层306、第三活性层304以及第三n型半导体层302。

根据一实施例,第一n型半导体层102、第二n型半导体层202以及第三n型半导体层302分别可以是掺杂了si的氮化镓类半导体层。第一p型半导体层106、第二p型半导体层206以及第三p型半导体层306分别可以是掺杂了镁(mg)的氮化镓类半导体层。第一活性层104、第二活性层204以及第三活性层304分别可以包括多重量子阱(mqw:multiquantumwell)结构,并且可以通过决定其组成比而使其发出期望的峰值波长的光。第一透明电极108、第二透明电极208以及第三透明电极308分别可以由诸如氧化锌(zno:zincoxide)、氧化铟锡(ito:indiumtinoxide)、锌掺杂氧化铟锡(zito:zinc-dopedindiumtinoxide)、氧化镓铟(gio:galliumindiumoxide)、氧化锌锡(zto:zinctinoxide)、氟掺杂氧化锡(fto:fluorine-dopedtinoxide)、稼掺杂氧化锌(gzo:gallium-dopedzincoxide)、铝掺杂氧化锌(azo:aluminium-dopedzincoxide)等透明氧化物层构成。

发光元件还可以包括布置在第三发光部le3上的公共电极垫cel、第一电极垫el1、第二电极垫el2以及第三电极垫el3。

公共电极垫cel可以在第一区域ar1与第一发光部le1的第一p型半导体层106、第二发光部le2的第二p型半导体层206以及第三发光部le3的第三p型半导体层306电连接。第一电极垫el1可以在第二区域ar2与第一发光部le1的第一n型半导体层102电连接。第二电极垫el2可以在第三区域ar3与第二发光部le2的第二n型半导体层202电连接。第三电极垫el3可以在第四区域ar4与第三发光部le3的第三n型半导体层302电连接。

与此不同地,第一区域ar1的公共电极垫cel可以与第一发光部le1的第一n型半导体层102、第二发光部le2的第二n型半导体层202以及第三发光部le3的第三n型半导体层302电连接。第二区域ar2的第一电极垫el1可以与第一发光部le1的第一p型半导体层106电连接,第三区域ar3的第二电极垫el2可以与第二发光部le2的第二p型半导体层206电连接,第四区域ar4的第三电极垫el3可以与第三发光部le3的第三p型半导体层306电连接。

在第二发光部le2上还可以设置有分别覆盖第三发光部le3的被去除第二区域ar2的边角和第三区域ar3的边角的部分的钝化膜pa。钝化膜pa可以包括sio2、al2o3、si3n4、硅-玻璃键合结构材料(sog:silicononglass)、环氧树脂、聚酰亚胺、光致抗蚀剂(su8)或者苯并环丁烯(bcb:benzocyclobutene)等。尤其是,钝化膜pa可以包括包含si的氧化膜或者氮化膜。

根据一实施例,发光元件还可以包括布置在第一发光部le1和第二发光部le2之间的第一滤色器cf1、第一粘结层ad1以及第二粘结层ad2,还可以包括布置在第二发光部le2和第三发光部le3之间的第二滤色器cf2和第三粘结层ad3。在特定实施例,第一滤色器cf1和第二滤色器cf2可以被省略。第一滤色器cf1布置为与第一发光部le1的第一透明电极108相邻,在第一滤色器cf1上布置有第一粘结层ad1,通过第一粘结层ad1与第二粘结层ad2粘结而可以使第一发光部le1和第二发光部le2彼此粘结。并且,第二滤色器cf2布置为与第三发光部le3的第三透明电极308相邻,第三粘结层ad3粘结第二发光部le2和第二滤色器cf2之间,从而可以使第二发光部le2和第三发光部le3彼此粘结。虽然未示出,但在第二滤色器cf2和第三粘结层ad3之间还可以配备有第四粘结层。

第一滤色器cf1和第二滤色器cf2分别可以包括具有二氧化钛(tio2)和二氧化硅(sio2)交替层叠的结构的分布布拉格反射器(dbr:distributedbraggreflector)。作为一例,第一滤色器cf1和第二滤色器cf2的tio2和sio2的成分比和和交替层叠的顺序和数量可以彼此不同。第一粘结层ad1和第二粘结层ad2是电绝缘性且具有光透过特性的粘结层,例如,可以包括sog(silicononglass)、环氧树脂、聚酰亚胺、su8或者苯并环丁烯(bcb:benzocyclobutene)等物质。

发光元件在第一区域ar1还可以包括将第一透明电极108、第二透明电极208以及第三透明电极308与公共电极垫cel电连接的第一贯通结构物tvp1。以下说明的“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”、“第七”、“第八”以及“第九”是仅用作区分图案的序号,它们的说明顺序可以不按顺序。

第一贯通结构物tvp1可以包括:贯通图案112、214、310和320,分别贯通第一发光部le1、第二发光部le2、第三发光部le3并且电连接第一透明电极108、第二透明电极208、第三透明电极308;连接图案116、210、312,分别贯通第一粘结层ad1、第二粘结层ad2以及第三粘结层ad3,并且直接或者通过贯通图案112、214、310、320而间接地与第一透明电极108、第二透明电极208以及第三透明电极308电连接。

根据一实施例,第一贯通结构物tvp1可以包括:第一贯通图案112,贯通第一滤色器cf1并且与第一透明电极108电接触;第一连接图案116和第三连接图案210,贯通第一粘结层ad1和第二粘结层ad2并且使第一贯通图案112和第二透明电极208之间电连接;第三贯通图案214,贯通第二p型半导体层206、第二活性层204以及第二n型半导体层202并且与第二透明电极208电接触;第四连接图案312,贯通第三粘结层ad3并且与第三贯通图案214电接触;第六贯通图案310,贯通第二滤色器cf2并且使第四连接图案312和第三透明电极308之间电连接;以及第七贯通图案320,贯通第三p型半导体层306、第三活性层304以及第三n型半导体层302并且使第三透明电极308和公共电极垫cel之间电连接。根据一实施例,第一滤色器cf1可以布置为围绕第一贯通图案112的外侧壁。第二滤色器cf2可以布置为围绕第六贯通图案310的外侧壁。

第一贯通结构物tvp1的第一贯通图案112、第三贯通图案214、第六贯通图案310以及第七贯通图案320分别可以包括从由钛(ti)、镍(ni)、金(au)、铬(cr)、铜(cu)、钛(ti)、钨(w)、钼(mo)构成的组中选择的至少一个。第一贯通结构物tvp1的第一连接图案116、第三连接图案210以及第四连接图案312分别具有粘结特性,并且可以包括具有导电性的例如锡(sn)、铟(in)等低熔点金属。此时,在第一连接图案116和第三连接图案210实质上包括相同的物质的情形下,可以不区分第一连接图案116和第三连接图案210。并且,第一贯通图案112、第三贯通图案214和第七贯通图案320分别可以具有趋向下部而宽度越窄并且倾斜的侧面。此外,第六贯通图案310可以具有趋向下部而宽度越宽并且倾斜的侧面。

根据一实施例,第一贯通图案112的一面可以与第一透明电极108电接触,第一贯通图案112的另一面可以通过第一连接图案116和第三连接图案210而与第二透明电极208电接触。第二透明电极208可以与第三贯通图案214的一面电接触,第三贯通图案214的另一面与第四连接图案312电接触,第四连接图案312可以通过第六贯通图案310而与第三透明电极308的一面电连接。第三透明电极308的另一面可以通过第七贯通图案320而与公共电极垫cel电接触。在此情形下,第一透明电极108、第二透明电极208以及第三透明电极308均不被蚀刻,而是通过贯通第一发光部le1、第一粘结层ad1、第二粘结层ad2、第二发光部le2、第三粘结层ad3以及第三发光部le3的贯通图案和连接图案而彼此电连接,因此可以增加第一透明电极108、第二透明电极208以及第三透明电极308与贯通图案或者连接图案接触的接触面积而提高发光元件的电可靠性。

在第一贯通结构物tvp1,第一贯通图案112可以布置为与第一区域ar1的第一透明电极108而对准(aligned),第一连接图案116可以布置为与第一贯通图案112对准。第三贯通图案214可以布置为与第一区域ar1的第二透明电极208对准的同时与第一连接图案116对准。第四连接图案312可以布置为与第三贯通图案214对准,第六贯通图案310可以布置为与第四连接图案312对准。第七贯通图案320可以布置为与第一区域ar1的第三透明电极308对准,并且与将形成公共电极垫cel的位置对准而布置。

此外,发光元件还可以包括围绕第三贯通图案214的外侧壁的第二绝缘层212。第二绝缘层212可以使第二n型半导体层202、第二活性层204以及第二p型半导体层206和第三贯通图案214之间绝缘。第二绝缘层212可以包括透光率高并且具有电绝缘特性的例如,sio2或者si3n4等。如图所示,虽然第二绝缘层212可以向第二n型半导体层202上部延伸,但也可以具有仅围绕第三贯通图案214的外侧壁的结构。

并且,发光元件还可以包括围绕第七贯通图案320的外侧壁的第三绝缘层318。第三绝缘层318可以使第三n型半导体层302、第三活性层304以及第三p型半导体层306和第七贯通图案320之间绝缘。第三绝缘层318可以包括透光率高并且具有电绝缘特性的例如,sio2或者si3n4等。虽然第三绝缘层318示出为仅围绕第七贯通图案320的外侧壁的结构,但第三绝缘层318也可以具有向第三n型半导体层302上部延伸的结构。

发光元件在第二区域ar2还可以包括与第一n型半导体层102电连接的第二贯通结构物tvp2。

第二贯通结构物tvp2可以包括:贯通图案114、216、322,与第一发光部le1的第一n型半导体层102电连接并且分别贯通第一发光部le1、第二发光部le2以及第三发光部le3和第一粘结层ad1、第二粘结层ad2以及第三粘结层ad3;以及连接图案118、314,与贯通图案114、216、322电连接。

根据一实施例,第二贯通结构物tvp2可以包括:第二贯通图案114,贯通第一活性层104、第一p型半导体层106、第一透明电极108以及第一滤色器cf1并且与第一n型半导体层102电接触;第二连接图案118,贯通第一粘结层ad1而与第二贯通图案114电连接;第四贯通图案216,贯通第二粘结层ad2、第二透明电极208、第二p型半导体层206、第二活性层204以及第二n型半导体层202并且与第二连接图案118电接触;第五连接图案314,贯通第三粘结层ad3并且与第四贯通图案216电接触;以及第八贯通图案322,贯通第三透明电极308、第三p型半导体层306、第三活性层304、第三n型半导体层302以及钝化膜pa并且使第五连接图案314和第一电极垫el1之间电连接。根据一实施例,在第二区域ar2,第八贯通图案322可以布置在第三发光部le3的外侧壁和第二发光部le2的外侧壁之间。并且,第一滤色器cf1可以布置为围绕第二贯通图案114的外侧壁。

第二贯通结构物tvp2的第二贯通图案114、第四贯通图案216以及第八贯通图案322分别可以包括从由ti、ni、au、cr、cu、ti、w、mo等构成的组中选择的至少一个。第二贯通结构物tvp2的第二连接图案118以及第五连接图案314分别可以包括具有粘结特性并且具有导电性的例如,锡(sn)、铟(in)等低熔点金属。

在第二贯通结构物tvp2,第二贯通图案114可以与第二区域ar2的第一n型半导体层102对准,第二连接图案118可以与第二贯通图案114对准。第四贯通图案216可以与第二连接图案118对准,第五连接图案314可以与第四贯通图案216对准。第八贯通图案322可以布置为与第五连接图案314对准并且与第一电极垫el1对准。

根据图1c示出的实施例,第二贯通结构物tvp2的第二贯通图案114、第四贯通图案216以及第八贯通图案322分别可以具有趋向下部而宽度越窄且倾斜的侧面。根据图1d示出的实施例,第二贯通结构物tvp2的第二贯通图案114、第四贯通图案216以及第八贯通图案322分别可以具有趋向下部而宽度越窄的阶梯型侧面。作为一例,第二贯通图案114可以包括:第一部分,贯通第一活性层104以及第一p型半导体层106;第二部分,具有大于第一部分的宽度,并且贯通第一透明电极108;以及第三部分,具有大于第二部分的宽度,并且贯通第一滤色器cf1。第四贯通图案216可以包括:第一部分,布置在第二粘结层ad2内;第二部分,具有大于第一部分的宽度并且贯通第二透明电极208;第三部分,具有大于第二部分的宽度,并且贯通第二p型半导体层206、第二活性层204以及第二n型半导体层202。像这样,第二贯通图案114、第四贯通图案216以及第八贯通图案322分别具有阶梯式结构的侧面的理由在于:在对由彼此不同的成分构成的层进行蚀刻期间,由彼此不同的成分构成的层的蚀刻选择比根据蚀刻工艺种类或者蚀刻剂(etchant)等而不同。

此外,发光元件还可以包括围绕第二贯通图案114的外侧壁的第一绝缘层110。第一绝缘层110可以使第二贯通图案114与第一活性层104、第一p型半导体层106以及第一透明电极108之间绝缘。虽然未示出,但第一绝缘层110可以具有向第一滤色器cf1上部延伸并且围绕第一贯通图案112的侧面的结构。在此情形下,由于第一滤色器cf1是绝缘物质,因此第一绝缘层110可以不围绕第一贯通图案112的侧面。第一绝缘层110可以包括透光率高并且具有电绝缘特性的例如,sio2、al2o3或者si3n4等。并且,第二绝缘层212可以具有围绕第一区域ar1的第三贯通图案214的外侧壁并且沿第二n型半导体层202的上部延伸而在第二区域ar2围绕第四贯通图案216的外侧壁的结构。

发光元件可以在第三区域ar3包括与第二n型半导体层202电连接的第三贯通结构物tvp3。

第三贯通结构物tvp3可以包括:贯通图案218、324,与第二发光部le2的第二n型半导体层202电连接,并且贯通第二发光部le2的一部分和第三发光部le3;以及第六连接图案316,贯通粘结第二发光部le2和第三发光部le3之间的第三粘结层ad3并且与贯通图案电连接。

根据一实施例,第三贯通结构物tvp3可以包括:第五贯通图案218,与第二n型半导体层202电接触;第六连接图案316,与第五贯通图案218电接触并且贯通第三粘结层ad3;第九贯通图案324,贯通第三透明电极308、第三p型半导体层306、第三活性层304、第三n型半导体层302以及钝化膜pa并且与第六连接图案316和第二电极垫el2电接触。根据一实施例,在第三区域ar3,第九贯通图案324可以布置在第三发光部le3的外侧壁和第二发光部le2的外侧壁之间。

第三贯通结构物tvp3的第五贯通图案218和第九贯通图案324分别可以包括从由ti、ni、au、cr、cu、ti、w、mo等构成的组中选择的至少一个。第三贯通结构物tvp3的第六连接图案316可以包括具有粘结特性并且具有导电性的例如,锡(sn)、铟(in)等低熔点金属。并且,第五贯通结构物218和第九贯通图案324分别可以具有趋向下部而宽度越窄的倾斜的侧面。

在第三贯通结构物tvp3,第五贯通图案218可以与第三区域ar3的第二n型半导体层202对准,第六连接图案316可以与第五贯通图案218对准。第九贯通图案324可以布置为与第六连接图案316对准,并且与第二电极垫el2对准。

此外,第二绝缘层212可以具有围绕第一区域ar1的第三贯通图案214的外侧壁,围绕第二区域ar2的第四贯通图案216的外侧壁,并且沿第二n型半导体层202的上部延伸而在第三区域ar3围绕第五贯通图案218的外侧壁的上部的一部分的结构。

在第四区域ar4,第三电极垫el3可以在第三发光部le3的第三n型半导体层302上不通过贯通图案和连接图案而与第三n型半导体层302直接电接触。

像这样,可以通过分别贯通第一发光部le1、第二发光部le2以及第三发光部le3的多个贯通图案112、114、214、216、218、310、320、322、324以及分别贯通第一粘结层ad1、第二粘结层ad2以及第三粘结层ad3并且具有导电性的连接图案116、118、210、312、314、316而将共同电极垫cel、第一电极垫el1、第二电极垫el2以及第三电极垫el3分别连接到垂直层叠的第一发光部le1、第二发光部le2以及第三发光部le3。相比于不在第一发光部le1、第二发光部le2以及第三发光部le3内形成贯通图案而将第一发光部le1、第二发光部le2以及第三发光部le3均蚀刻为台面结构而将发光元件的公共电极垫cel、第一电极垫el1、第二电极垫el2以及第三电极垫el3分别连接到第一发光部le1、第二发光部le2以及第三发光部le3的情形,根据本实用新型的实施例的发光元件的发光面积可以更大。并且,相比利用一次性贯通第一发光部le1、第二发光部le2以及第三发光部le3的贯通过孔图案而将公共电极垫cel、第一电极垫el1、第二电极垫el2以及第三电极垫el3分别连接到第一发光部le1、第二发光部le2以及第三发光部le3的情形,根据本实用新型的实施例的发光元件的工艺的难易程度,例如,由于用于形成接触过孔的蚀刻工艺的难易程度和被蚀刻的接触过孔的纵横比(aspectratio)大,因此填充其内部的沉积工艺等的难以程度等变低,从而可以更加容易地执行工艺。

图2是用于说明根据本实用新型的另一实施例的发光元件的剖面图。

参照图2,发光元件可以包括垂直层叠的第一发光部le1、第二发光部le2以及第三发光部le3。

第一发光部le1可以包括垂直层叠的第一n型半导体层102、第一活性层104、第一p型半导体层106以及第一透明电极108。第二发光部le2可以包括依次层叠的第二透明电极208、第二p型半导体层206、第二活性层204以及第二n型半导体层202。第三发光部le3可以包括依次层叠的第三透明电极308、第三p型半导体层306、第三活性层304以及第三n型半导体层302。

发光元件还可以包括:公共电极垫cel,在第一区域ar1与第一发光部le1的第一p型半导体层106、第二发光部le2的第二p型半导体层206以及第三发光部le3的第三p型半导体层306电连接;第一电极垫el1,在第二区域ar2与第一发光部le1的第一n型半导体层102电连接;第二电极垫el2,在第三区域ar3与第二发光部le2的第二n型半导体层202电连接;以及第三电极垫el3,在第四区域ar4与第三发光部le3的第三n型半导体层302电连接。

发光元件还包括布置在第一发光部le1和第二发光部le2之间的第一滤色器cf1和第一粘结层ad1,还可以包括布置在第二发光部le2和第三发光部le3之间的第二滤色器cf2以及第二粘结层ad2。

发光元件还可以包括:第一贯通结构物tvp1,在第一区域ar1包括第一贯通图案112、第一连接图案116、第三连接图案210、第三贯通图案214、第四连接图案312、第六贯通图案310以及第七贯通图案320;第二贯通结构物tvp2,在第二区域ar2包括第二贯通图案114、第二连接图案118、第四贯通图案216、第五连接图案314以及第八贯通图案322;以及第三贯通结构物tvp3,在第三区域ar3包括第五贯通图案218、第六连接图案316以及第九贯通图案324。并且,发光元件还可以包括第一绝缘层110、第二绝缘层212以及第三绝缘层318。

第一贯通结构物tvp1的第一贯通图案112可以包括:第一部分,布置在第一滤色器cf1内部;以及第二部分,具有大于第一部分的宽度并且向第一滤色器cf1上部延伸。可以通过第一贯通图案112的第二部分来增加第一连接图案116与第一贯通图案112对准时的对准裕度。

第一贯通结构物tvp1的第三贯通图案214可以包括:第一部分,布置在第二p型半导体层206、第二活性层204、第二n型半导体层202以及第二绝缘层212内部;以及第二部分,具有大于第一部分的宽度,并且向第二绝缘层212上部延伸。可以通过第三贯通图案214的第二部分来增加第四连接图案312与第三贯通图案214对准时的对准裕度。

并且,经过所述第一贯通图案112的中心的垂直中心轴可以与经过第三贯通图案214的中心的垂直中心轴在水平方向上相隔。更进一步,经过第六贯通图案310或者第七贯通图案320的中心的垂直中心轴可以与经过第三贯通图案214的中心的垂直中心轴在水平方向上相隔。此外,虽然经过第六贯通图案310或者第七贯通图案320的中心的垂直中心轴可以与经过第一贯通图案112的中心的垂直中心轴一致,但也可以与其在水平方向上相隔。

第二贯通结构物tvp2的第二贯通图案114可以包括:第一部分,布置在第一活性层104、第一p型半导体层106、第一透明电极108以及第一滤色器cf1内部;以及第二部分,具有大于第一部分的宽度,并且向第一滤色器cf1上部延伸。可以通过第二贯通图案114的第二部分来增加第二连接图案118与第二贯通图案114对准时的对准裕度。

更进一步,第二连接图案118可以与第二贯通图案114的第二部分接触,并且向第二部分外侧延伸。

第二贯通结构物tvp2的第四贯通图案216可以包括:第一部分,布置在第二粘结层ad2、第二透明电极208、第二p型半导体层206、第二活性层204、第二n型半导体层202以及第二绝缘层212内部;以及第二部分,具有大于第一部分的宽度,并且向第二绝缘层212上部延伸。可以通过第四贯通图案216的第二部分来增加第五连接图案314与第四贯通图案216对准时的对准裕度。

并且,如图2示出,第四贯通图案216的第一部分可以与第二贯通图案114的第一部分在水平方向上相隔。第四贯通图案216的第一部分可以在第二贯通图案114的第一部分外侧电连接到第二连接图案118的延伸部。

据此,经过第二贯通图案114的中心的垂直中心轴可以与经过第四贯通图案216的中心的垂直中心轴在水平方向上相隔。此外,经过第八贯通图案322的中心的垂直中心轴可以与经过第四贯通图案216的中心的垂直中心轴在水平方向上相隔。并且,经过第八贯通图案322的中心的垂直中心轴即可以与经过第二贯通图案114的中心的垂直中心轴一致,也可以与其在水平方向上相隔。

虽然未详细示出,但第五贯通图案218和第六贯通图案310也分别拥有具有更宽的宽度的上部和下部,从而可以增加与层叠在上部和下部的连接图案的连接裕度。

未详细说明的构成要素与图1a至图1d示出的发光元件的构成要素相似,因此将省略对此的说明,并且对相同的构成要素采用相同的附图符号。

图3是用于说明根据本实用新型的又一实施例的发光元件的剖面图。

参照图3,发光元件可以包括垂直层叠的第一发光部le1、第二发光部le2以及第三发光部le3。

第一发光部le1可以包括垂直层叠的第一n型半导体层102、第一活性层104、第一p型半导体层106以及第一透明电极108。第二发光部le2可以包括依次层叠的第二透明电极208、第二p型半导体层206、第二活性层204以及第二n型半导体层202。第三发光部le3可以包括依次层叠的第三透明电极308、第三p型半导体层306、第三活性层304以及第三n型半导体层302。

发光元件还可以包括:公共电极垫cel,在第一区域ar1与第一发光部le1的第一p型半导体层106、第二发光部le2的第二p型半导体层206以及与第三发光部le3的第三p型半导体层306电连接;第一电极垫el1,在第二区域ar2与第一发光部le1的第一n型半导体层102电连接;第二电极垫el2,在第三区域ar3与第二发光部le2的第二n型半导体层202电连接;以及第三电极垫el3,在第四区域ar4与第三发光部le3的第三n型半导体层302电连接。

发光元件还可以包括:第一滤色器cf1和第一粘结层ad1,布置在第一发光部le1和第二发光部le2之间;第二滤色器cf2和第二粘结层ad2,布置在第二发光部le2和第三发光部le3之间。

发光元件还可以包括:第一贯通结构物tvp1,在第一区域ar1包括第一贯通图案112、第一连接图案116、第三连接图案210、第三贯通图案214、第四连接图案312、第六贯通图案310以及第七贯通图案320;第二贯通结构物tvp2,在第二区域ar2将第一n型半导体层102和第一电极垫el1之间电连接;以及第三贯通结构物tvp3,在第三区域ar3将第二n型半导体层202和第二电极垫el2之间电连接。

发光元件还可以包括第二绝缘层212、第三绝缘层318以及第四绝缘层326。

第二绝缘层212可以具有围绕第三贯通图案214的外侧壁,并且向第二n型半导体层202上部延伸的结构。第三绝缘层318可以具有围绕第七贯通图案320的外侧壁的结构。第四绝缘层326可以具有围绕第二贯通结构物tvp2的外侧壁的结构。第四绝缘层326可以使第一活性层104、第一p型半导体层106、第一透明电极108、第二透明电极208、第二p型半导体层206、第二活性层204、第二n型半导体层202与第二贯通结构物tvp2之间绝缘。

第一贯通结构物tvp1可以利用多个贯通图案112、214、310、320和多个连接图案116、210、312而不对第一透明电极108、第二透明电极208以及第三透明电极308进行蚀刻而电连接第一透明电极108、第二透明电极208以及第三透明电极308中的每一个的一面和另一面,从而增加第一透明电极108、第二透明电极208以及第三透明电极308与贯通图案112、214、310、320以及连接图案116、210、312接触的面积而减小电阻。并且,第二贯通结构物tvp2和第三贯通结构物tvp3可以没有贯通图案和连接图案而直接将第一n型半导体层102和第一电极垫el1、第二n型半导体层202和第二电极垫el2分别连接而简化工艺。

由于未详细说明的构成要素与图1a至图1d示出的发光元件的构成要素相似,因此将省略对此的说明,并且对相同的构成要素采用相同的附图符号。

图4至图19是用于说明根据本实用新型的一实施例的发光元件的制造方法的剖面图。在本实施例中,示例性地说明图1a和图1c中说明的发光元件,并且本实用新型的发光元件的制造方法不限于下述制造方法。

参照图4,可以通过在基板100上依次形成第一n型半导体层102、第一活性层104、第一p型半导体层106以及第一透明电极108而形成第一发光部le1。可以在第一发光部le1上形成第一滤色器cf1。

基板100可以包括第一区域ar1、第二区域ar2、第三区域ar3以及第四区域ar4。作为一例,基板100可以在平面上具有四边形结构,并且第一区域ar1、第二区域ar2、第三区域ar3以及第四区域ar4分别对应于基板100的边角部分。

可以通过金属有机化学气相沉积法(mocvd:metalorganicchemicalvapordeposition)或者分子束外延(mbe:molecularbeamepitaxy)沉积法等的工艺而在基板100上依次生长第一n型半导体层102、第一活性层104以及第一p型半导体层106。然后,可以利用化学气相沉积法(cvd:chemicalvapordeposition)而在第一p型半导体层106上形成第一透明电极108。可以利用化学气相沉积法在第一透明电极108上形成第一滤色器cf1。

参照图5,可以通过蚀刻第一滤色器cf1和第一发光部le1而分别形成第一区域ar1的第一孔h1和第二区域ar2的第二孔h2。第一孔h1可以暴露第一透明电极108、第二孔h2可以暴露第一n型半导体层102。

然后,可以不完全填埋第一孔h1和第二孔h2而在形成有第一孔h1和第二孔h2的第一滤色器cf1上部沿第一滤色器cf1和第一发光部le1的表面而连续且一致(conformally)地形成备用第一绝缘层(未示出)。可以蚀刻备用第一绝缘层而形成残留在第一孔h1的内侧壁的第一绝缘层110。

虽然未示出,第一绝缘层110也可以形成在第一孔h1的内侧壁,但由于第一滤色器cf1为绝缘体,因此第一绝缘层110是否形成在第一孔h1内可能不重要。

参照图6,可以分别形成填充第一孔h1和第二孔h2内部的第一贯通图案112和第二贯通图案114。

更详细地说明的话,可以在形成有第一孔h1和第二孔h2的第一绝缘层110、第一滤色器cf1以及第一发光部le1上形成填埋第一孔h1和第二孔h2的第一导电膜(未示出)。第一导电膜可以包括从ti、ni、au、cr、cu、ti、w、mo等的组选择的至少一个。

可以通过蚀刻第一导电膜,以暴露第一滤色器cf1的表面,从而分别形成填埋第一孔h1的第一贯通图案112和填埋第二孔h2的第二贯通图案114。第一贯通图案112可以形成在第一区域ar1,第二贯通图案114可以形成在第二区域ar2。

参照图7,可以形成包括与第一贯通图案112对准而布置的第一连接图案116和与第二贯通图案114对准而布置的第二连接图案118的第一粘结层ad1。

更详细地说明的话,可以在形成有第一贯通图案112和第二贯通图案114的第一滤色器cf1上形成备用第一粘结层(未示出)。备用第一粘结层可以利用旋涂(spincoating)工艺而形成。例如,备用第一粘结层可以包括sog(silicononglass)、环氧树脂、聚酰亚胺、su8或者苯并环丁烯(bcb:benzocyclobutene)等。可以通过蚀刻备用第一粘结层而形成具有暴露第一贯通图案112的第一开口(未示出)和暴露第二贯通图案114的第二开口(未示出)的第一粘结层ad1。可以在第一粘结层ad1上形成第二导电膜(未示出)。第二导电膜可以包括具有粘结特性并且具有导电性的例如,sn、in等低熔点金属的物质。可以通过蚀刻第二导电膜以使第一粘结层ad1的表面暴露,从而分别形成第一连接图案116和第二连接图案118。第一连接图案116可以形成在第一区域ar1,第二连接图案118可以形成在第二区域ar2。

参照图8,可以通过利用金属有机化学沉积法或者分子束外延沉积法而在第二基板200上依次形成第二n型半导体层202、第二活性层204以及第二p型半导体层206,利用物理气相沉积法、化学气相沉积法、溶胶-凝胶法、水热合成法等在第二p型半导体层206上形成第二透明电极208而形成第二发光部le2。

参照图9,可以在第二透明电极208上形成包括第三连接图案210的第二粘结层ad2。详细说明的话,则可以利用旋涂工艺而在第二透明电极208上形成备用第二粘结层(未示出)。例如,备用第二粘结层可以包括sog(silicononglass)、环氧树脂、聚酰亚胺、su8或者苯并环丁烯(bcb:benzocyclobutene)等。可以通过蚀刻第二粘结层而形成包括第三开口(未示出)的第二粘结层ad2。可以通过在第二粘结层ad2上形成第三导电膜(未示出)而填埋第三开口。第三导电膜可以包括具有粘结特性并且具有导电性的例如,sn、in等低熔点金属的物质。可以蚀刻第三导电膜直到暴露第二粘结层ad2的上部面,从而形成填埋第三开口的第三连接图案210。

然后,可以进行翻转以使包括第三连接图案210的第二粘结层ad2朝下,然后通过激光剥离(laserlift-off)去除第二基板200。

参照图10,可以粘结形成在第一发光部le1上的第一粘结层ad1和形成在第二发光部le2上的第二粘结层ad2而将第一发光部le1和第二发光部le2粘结。由于第一粘结层ad1和第二粘结层ad2分别包括sog,因此可以使其彼此接触后用热压粘合工艺粘结第一粘结层ad1和第二粘结层ad2。此时,第一区域ar1的第一连接图案116可以与第三连接图案210粘结,第二区域ar2的第二连接图案118可以与第二粘结层ad2粘结。

然后,参考图10,分别可以形成暴露第二透明电极208的第三孔h3和暴露第二连接图案118的第四孔h4。更详细地说明的话,可以在第一区域ar1蚀刻第二n型半导体层202、第二活性层204以及第二p型半导体层206而形成暴露第二透明电极208的第三孔h3。可以在第二区域ar2蚀刻第二n型半导体层202、第二活性层204、第二p型半导体层206、第二透明电极208以及第二粘结层ad2而形成暴露第二连接图案118的第四孔h4。

参考图11,可以与第一绝缘层110相似方式形成第二绝缘层212,并在第三区域ar3形成第五孔h5。

参照图12,可以分别形成填埋形成有第二绝缘层212的第三孔h3、第四孔h4以及第五孔h5的第三贯通图案214、第四贯通图案216以及第五贯通图案218。

更详细地说明的话,可以在第二绝缘层212上形成第四导电膜(未示出)而填埋第三孔h3、第四孔h4以及第五孔h5。第四导电膜可以包括从由ti、ni、au、cr构成的组中选择的至少一个。可以蚀刻第四导电膜以暴露第二绝缘层212的表面,从而分别形成填充第三孔h3的第三贯通图案214、填充第四孔h4的第四贯通图案216以及填充第五孔h5的第五贯通图案218。第三贯通图案214可以形成在第一区域ar1、第四贯通图案216可以形成在第二区域ar2、第五贯通图案218可以形成在第三区域ar3。

参照图13,可以利用金属有机化学沉积法或者分子束外延沉积法而在第三基板300上依次形成第三n型半导体层302、第三活性层304以及第三p型半导体层306,通过化学气相沉积法在第三p型半导体层306上形成第三透明电极308,从而形成备用第三发光部(未示出)。然后,可以在备用第三发光部上形成第二滤色器cf2。

参照图14,可以在蚀刻第二滤色器cf2而形成暴露第一区域ar1的第三透明电极308的第六孔h6之后,形成填埋第六孔h6的第五导电膜(未示出)。第五导电膜可以包括从由ti、ni、au、cr构成的组中选择的至少一个。可以蚀刻第五导电膜以暴露第二滤色器cf2的表面,从而形成填埋第六孔h6的第六贯通图案310。

参照图15,可以利用旋涂工艺在形成有第六贯通图案310的第二滤色器cf2上形成备用第三粘结层(未示出)。备用第三粘结层可以包括sog。

可以在蚀刻第三粘结层ad3而形成暴露第一区域ar1的第六贯通图案310的第四开口(未示出)、暴露第二区域ar2的第二滤色器cf2的第五开口(未示出)以及暴露第三区域ar3的第二滤色器cf2的第六开口(未示出)之后,在第二滤色器cf2上形成第六导电膜(未示出)以填埋第四开口、第五开口以及第六开口。第六导电膜可以包括sn、in等低熔点金属。

可以蚀刻第六导电膜以暴露第二滤色器cf2,从而分别形成填埋第四开口的第四连接图案312、填埋第五开口的第五连接图案314以及填埋第六开口的第六连接图案316。第四连接图案312可以形成在第一区域ar1,第五连接图案314可以形成在第二区域ar2,第六连接图案316可以形成在第三区域ar3。

可以通过激光剥离工艺而去除第三基板300。然后,可以进行翻转而使第二粘结层ad2朝下。

参照图16,可以在第一区域ar1蚀刻第三n型半导体层302、第三活性层304以及第三p型半导体层306而形成暴露第三透明电极308的第七孔h7之后,不完全填埋第七孔h7而沿形成有第七孔h7的备用第三发光部表面连续而一致地形成备用第三绝缘层(未示出)。可以蚀刻备用第三绝缘层而形成残留在第七孔h7的内侧壁的第三绝缘层318。

可以在第三n型半导体层302上形成第七导电膜(未示出)以填埋形成有第三绝缘层318的第七孔h7。第七导电膜可以包括从由ti、ni、au、cr构成的组中选择的至少一个。可以蚀刻第七导电膜以暴露第三n型半导体层302的表面,从而形成填埋第七孔h7的第七贯通图案320。

参照图17,可以通过蚀刻备用第三发光部而形成具有台面结构的第三发光部le3。可以通过去除分别位于第二区域ar2和第三区域ar3的边角而形成暴露第五连接图案314和第六连接图案316的台面结构的第三发光部le3。

参照图18,可以在第三粘结层ad3和第三发光部le3上形成覆盖第五连接图案314和第六连接图案316的钝化膜pa。可以蚀刻钝化膜pa以暴露第三发光部le3的表面。

参照图19,可以在蚀刻钝化膜pa而分别形成暴露第五连接图案314的第八孔(未示出)和暴露第六连接图案316的第九孔(未示出)后,在钝化膜pa上形成第八导电膜(未示出)而填埋第八孔和第九孔。第八导电膜可以包括从由ti、ni、au、cr构成的组中选择的至少一个。可以通过蚀刻第八导电膜以暴露钝化膜pa的表面,从而分别形成填埋第八孔的第八贯通图案322和填埋第九孔的第九贯通图案324。第八贯通图案322可以形成在第二区域ar2,第九贯通图案324可以形成在第三区域ar3。

然后,可以利用第三粘结层ad3而将第三发光部le3粘结到粘结有第一发光部le1和第二发光部le2的结构物。包括sog的第三粘结层ad3可以通过热压粘合工艺而与第二绝缘层212粘结,可以分别布置为第四连接图案312与第三贯通图案214对准,第五连接图案314与第四贯通图案216对准,第六贯通图案316与第五贯通图案218对准。

据此,可以分别形成包括第一贯通图案112、第一连接图案116、第三连接图案210、第三贯通图案214、第四连接图案312、第六贯通图案310以及第七贯通图案320的第一贯通结构物tvp1;包括第二贯通图案114、第二连接图案118、第四贯通图案216、第五连接图案314以及第八贯通图案322的第二贯通结构物tvp2;以及包括第五贯通图案218、第六连接图案316以及第九贯通图案324的第三贯通结构物tvp3。第一贯通结构物tvp1可以形成在第一区域ar1,第二贯通结构物tvp2可以形成在第二区域ar2、第三贯通结构物tvp3可以形成在第三区域ar3。

参照图1b,可以分别形成与第一区域ar1的第一贯通结构物tvp1电接触的公共电极垫cel、与第二区域ar2的第二贯通结构物tvp2电接触的第一电极垫el1、与第三区域ar3的第三贯通结构物tvp3电接触的第二电极垫el2以及与第四区域ar4的第三n型半导体层302电接触的第三电极垫el3。

以上,虽然参照附图说明了本实用新型的实施例,但在本实用新型所属技术领域具有普通知识的人员应当理解本实用新型可以不改变其技术思想或者必要特征而以其他具体形态实施。因此,应当理解以上记载的实施例在所有方面均为示例性而不是限定性的。

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